Описание логопериодической вибраторной антенны

Логопериодические антенны (ЛПВА) относятся к классу широкополосных антенн и предназначены для работы в широком диапазоне частот (системы радиоразведки и радиотехнической разведки широкополосные системы связи, телевизионный прием и т.д.). Известно, что для получения широкой полосы рабочих частот электрические размеры активной части антенны должны быть постоянными во всей рабочей полосе и должна наблюдаться отсечка тока за пределами активной зоны. Следствием указанного свойства является постоянство входного сопротивления антенны в рабочей полосе частот. Примером такой конструкции является биконическая антенна. Однако такая антенна обладает слабо выраженными направленными свойствами и поэтому не находит широкого практического применения

Принципиально широкополосными (и даже частотно-независимые) являются логопериодические антенны. Подобные антенны конструируются на основе принципа электродинамического подобия и представляют собой набор щелевых или вибраторных излучателей увеличивающихся размеров. Логопериодические антенны выполняют в виде плоских и объемных конструкций.

Каждый излучатель такой антенны интенсивно возбуждается в определенной полосе частот, близкой к его резонансной частоте. Если размеры излучателя выбраны так, что в этой полосе частот его ДН и входное сопротивление мало изменяются, а периодичность изменения размеров излучателя такова, что рабочие полосы соседних вибраторов незначительно перекрываются, то такая антенна будет сохранять свои свойства в весьма широкой полосе частот.

Геометрия ЛПВА (а). Эквивалентная схема(в)

(а) (в)

Рис.2.1

Достаточно широкий класс логопериодических антенн может быть представлен рис.2.1. а, на котором изображена система параллельных подобных друг другу вибраторов, расположенных в одной плоскости. Торцы вибраторов лежат на сторонах угла, вершина которого называется вершиной логопериодической антенны; размеры вибраторов определяются законом геометрической прогрессии с коэффициентом t. Клеммы вибраторов объединены распределительным фидером, представляющим собой в общем случае набор каскадно включенных четырехполюсников, частотные характеристики которых электрически подобны. Антенна возбуждается со стороны самого короткого вибратора и обычно имеет максимум излучения, ориентированный в сторону вершины. При неограниченном числе вибраторов в системе, изображенной на рис. 2.1, она обладает следующим свойством: изменение масштаба в t раз переводит систему саму в себя. По этой причине такая структура является частотно-независимой при изменении частоты с дискретом t.

Геометрия ЛПВА полностью определяется следующими параметрами: коэффициентом подобия t, углом при вершине 2а, числом вибраторов N, относительным радиусом вибраторов аn/hn . Обозначив длину плеча и радиус первого, самого короткого вибратора соответственно h1 и а1, получим для n -го вибратора hn = h1/tn-1, аn = а1/tn-1 где t<1, n = 1, 2, ., N.

Рабочий диапазон ЛПВА определяется отношением длин крайних вибраторов hN / h1; для устойчивой работы в диапазоне параметр t должен быть достаточно близок к единице, что определяет необходимое число вибраторов в антенне.

Прочитайте еще и эти статьи:

Разработка процессорного модуля
Высокий уровень внедрения компьютерных систем в жизнь человека требует от специалистов по компьютерной технике все больше практических знаний и умений в построении сложных компьютерных систем. В современном мире информации становится все бол ...

Цифровой милливольтметр
Необходимо разработать схему цифрового милливольтметра, которая должна содержать аналогово-цифровой преобразователь, дешифратор и индикатор, показывающий измеренное значение. Так как по заданию напряжение питания схемы 10В и уровень вхо ...